液体镜头（电动变焦镜）在激光加工中的应用-电子发烧友网

最近有很多小伙伴问想用这个可变焦透镜做激光3D打标，还需要平场镜吗等问题，下面我来简单地讲讲，用于激光加工的电动变焦光学解决方案在光斑尺寸、稳定性、重复性和寿命方面提供了最高性能，同时消除了体积庞大且昂贵的平移光学器件和fθ透镜。有多种比较优势：

大z轴范围和大面积标记（LAM）

快速精确的z轴控制

恒定和小光斑尺寸

外形紧凑，重量轻

易于与模拟和数字控制选项集成

同轴目视检查

EL-10-42-OF是具有集成专有光学反馈（OF）的电动变焦聚焦镜，是高要求激光加工系统的理想选择，在大3D体积上进行快速光束扫描通常是必要的。它可用于近红外（950-1100nm）和绿光（532nm）波长的所有主要工业激光应用：如标记、雕刻、焊接、焊合、切割、烧蚀消融、结构化和3D打印等。我们的激光加工产品组合可以快速添加到生产线上或安装在机器人手臂上。

集成专有光学反馈（OF）的电动变焦聚焦镜EL-10-42-OF

2.5D激光加工（后聚焦透镜，与F-theta场镜配合使用）

许多激光行业依赖于在一个平面上的稳定激光性能，偶尔或频繁地跳到不同的z轴高度。通常采用机动光学系统，既笨重又缓慢。将紧凑型EL-10-42轻松添加到带有fθ透镜的标准设置中，可在大z轴范围内快速灵活地调整工作距离，无需机械台。比如对于f＝160mm的fθ透镜，可以实现大到100mm的z轴范围，如下所示。用于2.5D应用的EL-10-42-OF通常以模拟信号配置实现，其中EL-E-OF-A控制器板通过监控透镜的光反馈和温度来控制透镜的光功率，可在毫秒内完成大的z轴变化之间变化。

配置电动变焦聚焦镜EL-10-42和fθ透镜的2.5D激光标记

电动变焦聚焦镜EL-10-42在三种典型的fθ配置中的标记场和z轴范围

3D激光加工（前聚焦透镜，无需F-theta场镜）

真正的3D激光加工在行业中是具有挑战性的，因为速度、z轴范围或光斑均匀性都会受到影响。EL-10-42-OF的配置，如下图所示，通常由使用XY2-100协议的数字控制器支持，解决了所有这些缺点，同时提供了高速（高达6m/s）、大扫描场和z轴范围（高达1000x1000mm）以及整个体积中的恒定光斑大小。此外，这种配置不需要fθ透镜，因为场平坦化是由EL-10-42-OF本身执行的；为了定义起始工作距离，只需要标准的现成光学器件。

配置电动变焦聚焦镜EL-10-42和标准光学扫描振镜的3D激光标记

配有电动变焦聚焦镜EL-10-42-of和标准光学扫描振镜（无fθ透镜）的配置与配有电动变焦聚焦镜EL-10-42和有fθ透镜的配置中激光光斑尺寸（微米）的比较。

2.5D和3D动态聚焦系统的区别

2.5D后聚焦动态系统是后聚焦装置。它与F-theta场镜配合使用。

工作原理：为2.5D后聚焦动态系统的Z向动态轴负责调节加工平面上的中心圆点焦距，随着加工深度的变化，Z向轴做跟随深度微调，整个工作幅面的焦距由场镜调节。

适用工艺：2.5D后聚焦动态系统的通光孔径一般不会超过20mm，加工幅面也是以小幅面为主，特别适用于深雕与小幅面微孔加工等精密微加工领域。

3D前聚焦动态系统是前聚焦装置。

工作原理：通过软件控制Z向动态轴与XY轴的联合协同，随着扫描位置的不同，Z向动态轴前后移动聚焦补偿，保障光斑在整个工作范围内的均匀性与往返加工的一致性。

适用工艺：3D前聚焦系统加工平面与曲面时，Z向轴可以灵活的前后移动聚焦补偿，不受场镜限制，因此可以有更大的通光孔径与幅面选择，在曲面、超大幅面的加工应用中尤为适合。

在线检测

在线检测功能也基于液体透镜技术，通过在加工之前、期间和之后增加材料的视觉质量控制，可以实现激光加工的完全自动化。除了用于检测的自动对焦外，基于电动变焦聚焦镜EL-16-40的模块还可以使用离焦深度（DFF）对比度算法可靠地测量物体距离。这可在随后不到一秒钟的时间内调整右标记平面上的焦距。在激光束路径之外，无论激光功率等级如何，电动变焦聚焦镜EL-16-40都可以集成在该配置中。

激光功率高达50W的系统可以使用电动变焦聚焦镜EL-10-42-OF同时用于激光加工和在线检测。在这种情况下，嵌入式摄像头只需要简单的摄像头光学元件。这种方法不仅大大简化了设置并降低了成本，而且在整个增加的标记体积中提供了恒定的激光光斑和恒定的图像分辨率。